Investigation of Deposition Conditions of Thin Copper Films from Electrode Destruction Products of Overvoltage High-voltage Discharge in High Pressure Argon

Abstract

Приведено характеристики високовольтного наносекундного розряду між мідними електродами в аргоні при тисках 100-150 кПа. В процесі мікровибухів неоднорідностей на робочих поверхнях електродів в сильному електричному полі у розрядний проміжок вносились пари міді за рахунок утворення ектонів. Це створювало передумови для синтезу тонких наноструктурованих плівок міді ультрадисперсного порошку міді. Плівки міді осаджувались на діелектричній підкладці, що була встановлена поблизу системи електродів. Досліджено просторові і електричні характеристики високовольтного наносекундного розряду при віддалі між електродами d = 2 мм. Проведено вивчення спектрів випромінювання розряду і осцилограм випромінювання найбільш інтенсивних спектральних ліній та смуг, що дозволило встановити основні збуджені продукти, які утворювались в плазмі. Наведено результати оптимізації інтенсивності УФ-випромінювання розряду в залежності від частоти, величини зарядної напруги і міжелектродної віддалі. Проведена оптимізація усередненого за часом УФ-випромінювання точкового випромінювача в залежності від напруги живлення високовольтного модулятора і частоти слідування розрядних імпульсів. Досліджено спектри пропускання світла синтезованими в експерименті тонкими плівками міді.

The characteristics of a high-voltage nanosecond discharge between copper electrodes in argon at pressures of 100-150 kPa are given. In the process of microexplosions of inhomogeneities on the working surfaces of electrodes in a strong electric field, copper vapors were introduced into the discharge gap due to the formation of ectons. This created the preconditions for the synthesis of thin nanostructured copper films of ultrafine copper powder. Copper films were deposited on a dielectric substrate installed near the electrode system. The spatial and electrical characteristics of high-voltage nanosecond discharge at a distance between the electrodes d = 2 mm were studied. The study of radiation spectra of discharge and oscillograms of radiation of the most intense spectral lines and bands was carried out, which allowed to establish the main excited products formed in plasma. The results of optimization of the intensity of UV radiation of discharge depending on the frequency, magnitude of the charging voltage and interelectrode distance are presented. The time-averaged UV radiation of the point emitter was optimized depending on the supply voltage of the high-voltage modulator and the frequency of discharge pulses. The light transmission spectra of thin copper films synthesized in the experiment were studied.